Brintvarmekedel: enhed + driftsprincip + udvælgelseskriterier

Principperne for alternativ energi vinder i stigende grad forbrugernes opmærksomhed.Dette skyldes i høj grad stigningen i tarifferne på traditionelle energiressourcer samt periodiske forstyrrelser på servicemarkedet.

Under disse omstændigheder betragtes en brintvarmekedel som en af ​​de mest lovende typer enheder, der opererer på vedvarende brændstof, som er H-gas₂.

Før du beslutter dig for at købe en sådan enhed, skal du gøre dig bekendt med princippet om dens drift og vurdere fordele og ulemper ved at bruge brint som brændstof. Disse spørgsmål er blevet undersøgt af os og beskrevet detaljeret i artiklen.

Derudover identificerede vi parametre, der skal tages i betragtning ved valg af kedel, gav driftstips og udarbejdede en gennemgang af de bedste fabriksfremstillede brintgeneratorer. Fans af hjemmelavede produkter vil finde instruktionerne til montering af enheden med egne hænder nyttige.

Egenskaber af brint som brændstof

Som nævnt ovenfor er brændstoffet til sådanne enheder brint, den letteste gas i naturen, farveløs og lugtfri. Blandt dets fordele er den store mængde varme, der frigives under forbrændingen af ​​H₂ (121 MJ/kg, mens propanforbrænding kun frigiver 40 MJ/kg).

Under normale forhold brænder brint ved en temperatur på +2000°C, men ved hjælp af en katalysator kan det reduceres til +300°C.Dette gør det muligt at fremstille kedler af billigt stål i stedet for af dyre sjældne jordarters metaller.

Brint er ikke-giftigt, hvilket gør det sikkert at bruge i hverdagen. Når dette stof forbrændes, produceres der vanddamp, som forbedrer det indendørs mikroklima og ikke kræver skorstene.

Ved brug af brint skal sikkerhedsreglerne overholdes nøje: hvis gassen bruges forkert eller kommer i kontakt med åben ild, kan der opstå en ødelæggende eksplosion

Ulemper omfatter brints øgede eksplosivitet, især når det blandes med luft eller ilt, hvilket fører til dannelsen af ​​detonerende gas.

Fordele og ulemper ved brintkedler

Styrken ved sådanne enheder er:

1. Fuldstændig miljøvenlig. Vandnedbrydningsprodukter skader ikke atmosfæren; de er fuldstændig sikre for menneskers og kæledyrs sundhed.
2. Højt effektivitetsniveau, hvilket kan nå op på 96 %. Dette er væsentligt højere end effektiviteten af ​​diesel, naturgas eller kul.
3. Besparelse af naturressourcer gennem brugen alternative energikilder.
4. Lav pris kalorier modtaget. Til sådanne enheder er vand og lidt elektricitet nok.

På samme tid har sådanne enheder også svagheder.

Ulemperne omfatter følgende nuancer:

1. Vedligeholdelseskrav. For den højest mulige H-produktion₂, skal metalpladerne udskiftes hvert år. Ud over at udskifte elektroderne skal der jævnligt tilsættes en katalysator for at producere den planlagte mængde energi. Hyppigheden af ​​denne procedure afhænger af strømmen såvel som af funktionerne i en bestemt model.
2. Høj omkostning — fabriksinstallation vil koste ikke mindre end 35-40 tusind rubler.
3. Eksplosionsfare når det normaliserede tryk i kedlen stiger.
4. Mangel på brintcylindre - De findes ret sjældent på udsalg.
5. Begrænset valg. Da sådanne opvarmningsanordninger ikke er meget almindelige på det russiske marked, er det ikke altid muligt hurtigt at finde en passende model, samt finde kompetente specialister til installation og reparation af udstyr.
6. Behovet for kommunikation. For at betjene enheden har du brug for en konstant forbindelse til strømforsyningen for at udføre elektrolysereaktionen såvel som til en vandkilde, hvis strømning afhænger af enhedens effekt.

Det er nødvendigt at nævne, at producenter er meget opmærksomme på nye teknologier og stræber efter at forbedre brintkedler, eliminere eller minimere ulemper.

Funktionsprincip for varmeenheden

På grund af sin aktivitet H₂ Det findes ikke i naturen i sin rene form, men det er ret nemt at isolere det fra almindeligt vand ved elektrolyse, som også frigiver iltgas.

På det præsenterede billede kan du se et skematisk design af varmeudstyr, der arbejder på brint, der angiver alle strukturelle elementer (+)

For at varmeapparatet skal fungere, er det først nødvendigt at få H₂. Dette sker i et særligt rum, der er reserveret til en sådan reaktion. Væske hældes i beholderen, hvori metalplader nedsænkes.

De forsynes med en elektrisk strøm af specielt udvalgt renhed, under påvirkning af hvilken H frigives₂ og om₂, samt vanddamp som biprodukt.

Den resulterende blanding ledes gennem en speciel enhed - en kemisk separator, ved hjælp af hvilken det er muligt at isolere brint og adskille det fra andre urenheder. Den rensede gas tilføres brænderen, hvorpå der er installeret en ventil.

Det forhindrer bevægelse H₂ i den anden retning, hvilket forhindrer en eksplosion. I dette tilfælde frigives ilt og vanddamp til en speciel beholder gennem et andet system.

Dernæst passerer brintgas gennem beskyttelsesenheden og kommer ind i forbrændingskammeret. Her reagerer det med gas i nærvær af en katalysator, hvilket resulterer i dannelsen af ​​varme, som kommer ind i hjemmets varmesystem gennem en varmeveksler.

Vanddampen, der frigives i kammeret, returneres gennem en specielt udpeget kanal til reservoiret med elektrolytten, hvorved genbrugsprocessen bruges.

Strømjustering udføres ved hjælp af specialudstyrede kanaler, hvis antal kan nå seks. Hver af disse enheder indeholder en katalysator indeni, på grund af hvilken processen med at generere varme starter, når den er tændt.

Gasstrømmen, opvarmet til en temperatur på 40°C, begynder at bevæge sig mod varmeveksleren, der er placeret i forbrændingskammeret.

Takket være separate designs kan kanalerne fungere uafhængigt af hinanden, hvilket giver dig mulighed for kun at tænde en del af dem.

Processen med at producere brint i moderne elektrolyseapparater er fuldt automatiseret. Den eneste manuelle proces er at hælde vand ind i systemet

Moderne modeller er også udstyret med forskellige enheder, for eksempel vandstandsindikatorer og tryksensorer, som giver dem mulighed for at fungere automatisk og reagere hurtigt i uforudsete situationer.

Komponenter af et brintanlæg

Designet af et varmesystem, der opererer på brint, er ret simpelt.

Kedel, som spiller rollen som en varmeveksler, er hovedelementet, hvor brintproduktionen finder sted.

En kedel, der arbejder på brint, kan samles af tilgængelige elementer, og til dens drift kræves kun almindeligt eller destilleret vand (+)

Elektrolysator - den vigtigste aktive del af kedlen, hvor den elektrolytiske reaktion opstår, hvilket fører til nedbrydning af vand til H₂ og om₂. Elementet er et reservoir fyldt med vand, hvori der er placeret metalelektroder, der har maksimal strømledningsevne.

Pladerne er forbundet med ledninger, hvorigennem der tilføres strøm.

Brænder - en enhed, der hjælper med at opvarme kølevæsken i varmesystemet. Placeret i forbrændingskammeret tilføres en gnist for at antænde det.

Brænderventil - en speciel del placeret øverst på enheden. Takket være denne detalje H₂, der stiger til toppen, overvinder let barrieren utilgængelig for andre frigivne stoffer og går direkte ind i brænderen.

Fabriksbrintkedler er udstyret med en styreenhed. Panelet viser spændings- og strømindikatorer, en effektregulator og håndtag til indstilling af andre driftsparametre

Rørledning - kommunikation, der strækker sig fra enheden og bruges til at levere varme til alle husets rum. Bruges til omsnøring varmerør diameter 25-32 mm. Ved lægning overholdes den grundlæggende regel: diameteren af ​​hver efterfølgende gren skal være mindre end den foregående.

Generatorudvælgelseskriterier

Når du beslutter dig for at købe sådant udstyr, er det vigtigt at være opmærksom på følgende kriterier.

Strøm. Med moderne enheder kan værdien af ​​denne indikator variere betydeligt, hvilket giver dig mulighed for at vælge den bedste mulighed for både et lille hus og en to- eller tre-etagers bygning.

Det gennemsnitlige vandforbrug i moderne generatormodeller er ikke for højt. Inden for 24 timer skal enheden bruge cirka 5,5 liter for at fungere, hvilket genererer 1,2-2 liter brændstof

Antal kredsløb. På enheder, der arbejder på brint, er der normalt installeret et varmekredsløb. Nogle modeller giver også yderligere installation af et andet (varme) kredsløb.

Elforbrugsniveau. Dagens teknologier gør det muligt at opnå fremragende varmeydelse, mens der bruges et minimum af elektricitet. Energiforbruget for forskellige typer generatorer varierer fra 1,2 til 3 kW pr. 1 time.

Lavt energiforbrug opnås på grund af, at brintkedlen ikke kører kontinuerligt, men kun for at opretholde en vis temperatur i rummet.

Strømforsyning. Alle typer brintgeneratorer kan opdeles i to store kategorier: den ene kører på gas, den anden kører på elektricitet.

Fabrikant. Det er bedre at foretrække gennemprøvede producenter (Italien, USA). Du bør være på vagt over for produkter af lav kvalitet, der tilbydes af tvivlsomme virksomheder til ekstremt lave priser.

Tips til brug af kedlen

For at forbedre enhedens funktionalitet er det vigtigt at følge de medfølgende instruktioner. Du kan forbedre betjeningen af ​​enheden ved at tilføje yderligere dele (du skal nøje følge sikkerhedsreglerne).

En flammesensor installeret på brænderen øger systemets sikkerhed.Når ilden går ud, lukker enheden automatisk for strømmen af ​​brændbar gas ind i brænderen og forhindrer derved den i at komme ind i rummet

Du kan installere specielle sensorer i indersiden af ​​varmeveksleren for at overvåge stigningen i vandopvarmningshastigheder, samt supplere brænderdesignet med afspærringsventiler.

Tilslut den blot direkte til temperatur målersåledes at kedlen automatisk slukker, så snart varmen når indstillingspunktet.

Det er også nyttigt at installere en enhed til normaliseret kedelkøling.

Brintapparater kan bruges ikke kun som det eneste varmeudstyr i huset, men også i kombination med andre varmesystemer. I dette tilfælde kan hovedvarmeenhederne fungere i lavtemperaturtilstand.

Hvis driftsstandarder overholdes, vil en brintdrevet enhed fungere i årtier. Selvom garantiperioden for sådanne enheder er 15 år, kan de i praksis fungere effektivt i 20-30 år.

Reparation af sådanne enheder vil ikke være svært for en erfaren tekniker, da det grundlæggende design af en brintkedel ikke er for forskellig fra analoger, der opererer på andre typer brændstof.

Top 5 fabriksbrintgeneratorer

Det første firma, der fremstillede og patenterede teknologien til fremstilling af en brintbrændstofkedel, var en italiensk virksomhed Giacomini. Det er specialiseret i enheder baseret på miljøvenlige metoder til at generere energi: geotermiske pumper, solpaneler og andre.

H2ydroGEM er et katalytisk forbrændingskammer, hvor hvert horn indeholder et stof, der accelererer forbrændingsreaktionen af ​​brint.På grund af dette sker processen ved en relativt lav temperatur

I øjeblikket fremstilles lignende modeller af amerikanske, kinesiske og europæiske virksomheder, men deres sortiment er ikke meget bredt sammenlignet med kedler, der opererer på andre typer brændstof.

De bedste fabriksmodeller af brintsystemer

Blandt de mest populære modeller bemærker vi:

1. MegaTank100 – en generator, der kører på elektricitet fra nettet. Den har et pålideligt multi-level beskyttelsessystem mod overophedning og kortslutning, som garanterer sikker og produktiv drift. Prisen på modellen afhænger af dens konfiguration.
2. STAR-2000 – en dyr enhed (>200.000 rubler) har fremragende tekniske egenskaber. På trods af at denne generator bruger minimalt med energi, er den i stand til at opvarme et rum på 251-300 kvadratmeter.
3. Kingkar – en netdrevet enhed med fremragende ydeevneegenskaber. Omkostningerne ved modellen er ret høje - omkring 100 tusind rubler, men det opvejes af økonomisk energiforbrug.
4. H2-2 - Italiensk "ekstra" klasseudstyr til en høj pris (ca. 250.000 rubler). så luften kan opvarmes i store rum (fra 300 m³ og derover) med minimalt elforbrug.
5. Fri energi – Enheder af høj kvalitet til en overkommelig pris i intervallet 15-35 tusind rubler (prisen afhænger af strømmen og andre egenskaber). Udstyret med en styreenhed, der automatiserer mange processer, en multi-level spændings- og trykreguleringssensor.

Der findes også andre modeller i forskellige priskategorier.

Sådan laver du en kedel selv

Varmegeneratorer har et ret let design. Med et vist niveau af færdigheder kan du samle enheden selv. På samme tid, på grund af brintblandingens eksplosivitet, kræver sådant arbejde ekstremt ansvar, viden om sikkerhedsforanstaltninger og erfaring med installation af sådanne enheder.

Hvis du selv fremstiller enheden, vil du ikke være i stand til at slippe af med betydelige økonomiske omkostninger, da det er bedre at købe nogle af komponenterne færdiglavede. Høj risiko får dig til at tænke på fabriksinstallationer, som producenterne giver langsigtede garantier for

Processen med at lave en brintkedel med egne hænder kan opdeles i flere faser.

Trin 1 — udførelse af tegning og udarbejdelse af materialer. Først og fremmest bør du finde lignende projekter på internettet for at bruge dem til at tænke på en enhed, der ville opfylde alle betingelser og muligheder.

Det er nødvendigt at beregne alle indikatorerne nøjagtigt og frem for alt den nødvendige effekt og også beslutte de materialer, der skal bruges til at lave kedlen. Ferromagnetiske legeringer betragtes som den bedste mulighed, men en beholder lavet af rustfrit stål er ret velegnet.

Selvom opvarmningsbrintgeneratorer kan have forskellige designs, forbliver følgende detaljer uændrede:

• 12-volt strømkilde;
• tanken, hvor strukturen vil blive placeret;
• PWM-controller med en effekt på mindst 30 A;
• flere rør med forskellige diametre lavet af rustfrit stål;
• stålplade;
• hacksav til metal;
• gasbrænder - bedre forberedt, købt i en butik.

Trin 2 — dannelse af elektrolytter. For at lave pladerne, som elektrolysatoren vil være udstyret med, skal du tage et stålark af mellemtykkelse.Ved hjælp af metalsaks, en hacksav eller et andet værktøj skæres den i lige store strimler på 18 eller flere stykker (tallet skal være lige).

På den anden side er det i hver af dem nødvendigt at bore huller til de bolte, der er nødvendige for at holde disse elementer helt ubevægelige i elektrolytten.

Vi opdeler alle plader i anoder og katoder; afhængigt af denne opdeling er ledninger forbundet til dem, der henholdsvis overfører positive og negative ladninger.

Brug af jævnstrøm er mere effektivt end at bruge vekselstrøm. Det er bedst at bruge en PWM-type generator som sin kilde.

Trin #3 — elektrolysator samling. Det bedste materiale til fremstilling af dette element er rustfrit stål. En pålidelig rektangulær eller firkantet struktur svejses af metal, hvorefter vand eller en blanding af H hældes i den₂O med katalysatoren, og forberedte plader med tilsluttede ledninger er også placeret.

Trin #4 — brændertilslutning. En brænder er monteret øverst på enheden - det er bedre at bruge en købt model, som kan købes i en specialbutik.

Trin #5 — installation og tilslutning af separatoren, som er nødvendigt for at adskille brintgasser fra en blanding.

Til sidst lægges et rør, hvorigennem H₂ vil stige til brænderen, og der er også tilsluttet elementer, der fjerner varme og fordeler den i hele huset.

Hvilket vand er bedre - almindeligt eller destilleret?

Et af de spørgsmål, som ejere af brintkedler ofte stiller, vedrører det vand, der bruges til at betjene enhederne.

Destilleret vand til driften af ​​en brintkedel kan købes i butikker, eller du kan selv oprette produktionen ved hjælp af en simpel installation

Ifølge eksperter viser fabriks- eller hjemmelavede enheder den bedste ydeevne, når der arbejdes med destilleret vand, hvortil der er tilsat meget lidt natriumhydroxid (en spiseskefuld pr. 10 liter H2O).

Imidlertid kan en brintkedel også fungere med succes på postevand, det vigtigste er, at den ikke indeholder tungmetalsalte.

Konklusioner og nyttig video om emnet

I videoen nedenfor vil du se en oversigt over en model af en gaskedel, der kører på brintbrændstof, produceret af det berømte koreanske firma DAEWOO.

Brint kaldes ikke uden grund fremtidens brændstof: denne gas kan blive en næsten ubegrænset ressource af billigt, miljøvenligt brændstof, der kan bruges i forskellige installationer.

En brintbrændstofkedel, fremstillet på en fabrik eller uafhængigt, giver dig mulighed for at oprette et autonomt varmesystem. Dette vil bidrage til betydeligt at reducere betalinger i boliger og kommunale tjenester og vil løse problemet med at opretholde en behagelig temperatur i stuer og bryggers.

Har du nogen erfaring med at bruge brint som brændstof? Vil du stille spørgsmål om emnet eller tale om din opfindelse? Kommenter gerne opslaget, deltag i diskussioner og efterlad billeder af dine hjemmelavede produkter. Feedbackblokken er placeret nedenfor.